肿瘤微环境中谷胱甘肽(GSH)的高表达通常被认为是肿瘤组织的显著内源性特征之一。本团队基于实验室合成的光敏感AgBr@PLGA纳米探针能够特异性响应GSH的这一特点，提出了一种用于近红外二区(NIR-Ⅱ)肿瘤特异性光声成像的方法。当光敏感AgBr@PLGA纳米探针被动靶向到肿瘤组织后，探针能够在外部白光LED的触发下与肿瘤微环境中的GSH发生强烈的氧化还原反应，产生大量的在NIR-Ⅱ区具有强烈光吸收的银纳米颗粒，从而实现肿瘤组织光声信号的特异性增强。接着，本团队对所合成的纳米探针的光敏感性及GSH响应特性进行了体外验证。荷瘤小鼠模型实验证明，AgBr@PLGA纳米探针能够在体内实现高对比度的肿瘤特异性成像。本研究结果说明，所合成的光敏感纳米探针在肿瘤特异性光声检测及诊断中具有很大的应用潜力。

采用简单、绿色、低成本的方法合成石墨烯量子点（GQDs）一直是研究者们不断追求和探究的热点。本文首先采用简单、低成本的激光诱导聚二甲基硅氧烷（PDMS）方法成功制备出有缺陷的少层石墨烯, 然后再以所制备的石墨烯为碳源, 采用一步水热法成功制备出了分散性良好、横向平均尺寸约为6.67 nm、发稳定蓝色荧光的GQDs溶液。分别采用透射电镜（TEM）、拉曼光谱、紫外吸收光谱和荧光光谱对GQDs的形貌和荧光特性进行了表征。以硫酸奎宁为标准参考物, 计算所得GQDs的荧光量子产率约为6.3%。本研究提出的制备GQDs的方法具有简单、低成本、低污染的优势, 为石墨烯量子点的制备提供了一种新途径、新参考, 也为石墨烯量子点大规模商业化制备提供了潜力。

惯性导航系统(INS)与光流组合导航方法在众多场合拥有极为广泛的应用, 其中, 光流信息的准确与否直接影响导航参数的优劣。为解决光照极弱或者光流传感器离地高度小于摄像头焦距所导致的光流信息误差较大使导航参数严重失真而无法连续导航的问题, 提出一种基于Elman神经网络的速度预测方法。环境适宜的情况下, 在线训练神经网络模型, 而处于特殊环境使光流信息信任价值很小时, 使用训练完成的神经网络对载体速度进行预测。另外, 基于INS动态误差模型的卡尔曼滤波器(KF)通过融合INS以及速度数据得到误差向量使之对导航参数进行补偿修正。小型四轴飞行器飞行试验表明, 神经网络的预测值能够在较短时间内高精度地逼近真实值, 证明了上述算法的正确性和有效性。通过与真实值相比较, 平均姿态误差为0.1%, 平均速度误差为1%, 平均位置误差为2.4%。

基于神光Ⅱ升级装置,研究了纳秒/皮秒双束激光联合驱动双层靶的伽马(γ)辐射特征。利用ns束激光与CH薄膜靶相互作用,产生大尺度近临界密度等离子体,然后将ps束激光作用在该等离子体上,产生高能电子,高能电子穿过2 mm厚的Au靶,通过轫致辐射产生γ射线。对不同方向的γ辐射能谱和靶室外的γ辐射剂量分布进行实验测量,发现γ辐射集中在激光前冲方向,具有较小的发散角,而且在该方向上高能段的γ辐射较强。这说明双层靶的设计可以提高ps束激光与等离子体的能量耦合效率,提高高能电子温度,增加高能电子数目,有利于高能段γ辐射在ps束激光的前冲方向集中。另外,在靶室外距离靶点1.25 m处测到的50 keV以上γ辐射的单发次最大剂量为277 μGy。本研究结果对γ辐射的防护和应用具有参考价值。

数千电子伏特(Multi-keV)量级的X射线背光成像是高能密度等离子体物理实验中常用的一种诊断技术。在神光II激光装置上, 研究了纳秒激光驱动钛4.7 keV波段及氯2.7 keV波段背光面源的性能。研究结果表明, 氯背光能谱以类He线及类H线为主, 其中2.7 keV波段的类He-α线最强; 在当前神光II激光加载能力下, 氯背光面源相对强度超过钛背光面源一个量级, 因此, 可选用氯He-α线的X光探针进行背光诊断。

椭圆弯晶谱仪具有测谱宽度大, 能谱分辨力高等特点, 并在"神光II"激光惯性约束聚变实验研究中得到了很好的应用。利用X射线衍射仪铜(Cu)靶 X射线管作为X射线线光源, 选取合适厚度滤片, 抑制Cu-Kβ 线及韧致辐射, 测量了Cu-K α能点处二氧化硅石英椭圆弯晶的积分衍射效率和摆动曲线半高全宽, 并开展了针对上述两个重要参数随晶体弯曲曲率半径改变的测试验证, 预估了能谱分辨力。结果表明, 椭圆弯晶的积分衍射效率和摆动曲线半高全宽对晶体弯曲半径改变敏感, 通过提高晶体弯曲度可增强晶体"镶嵌"效果。该结果可为下一步优化设计多用途性椭圆弯晶谱仪, 以及完善X射线光谱定量化测量提供了数据支撑。

This paper explores the parameter measurement in laser produced plasma by X-ray line profile spectrscopy. The experiment was conducted on the SG-II laser facility. A 0.35 μm laser beam was focused on a solid chlorine (Cl) target in a vacuum chamber to produce a laser chlorine plasma and the high resolution X-ray elliptical bent crystal spectrograph was used to obtain the X-ray fine structure energy spectrum of the chlorine plasma radiation. The line integrated intensity ratio between H-like Cl (1s-3p) (Lyman-) and He-like Cl (1s2-1s3p) (He-) transitions was used for calculation of the electron temperature. By assuming optically thin, the Lyman-stark broadened profile was utilized to measure the electron density. Obtained experimental results show that the volume averaged electron temperature of Te is about 450 eV and the electron density of Ne is approximately 7.5×1022 cm-3. In addition, the line Full Width at Half Maximum (FWHM) was analyzed. The uncertainty in Ne due to uncertainties in the temperature and the assumed background level was also simply discussed and it is estimated to be within 25%. As a result, the experimental spectroscopic method may become a reference for diagnosing future higher-compression implosions.

开展了利用X射线特征谱轮廓诊断激光等离子体状态参数的研究。在"神光II"激光装置上, 将 0.35 μm频谱激光束聚焦于真空室内固体氯(Cl)元素靶上产生激光氯等离子体, 利用高分辨X射线椭圆弯晶谱仪获取高能谱分辨激光氯等离子体辐射的X射线精细结构能谱。用类氢(1s-3p)和类氦(1s2-1s3p)氯离子能级跃迁光谱线的光强度比率计算了激光等离子体的电子温度; 然后在假定光性为薄的情况下, 利用X射线谱线Lyman-线形轮廓的Stark效应所产生的谱线展宽测量了等离子体的电子密度。实验获得的激光等离子体日冕区内体平均电子温度约为450 eV, 电子密度约为7.5×1022 cm-3。文中还简单分析了能谱线的半高全宽度(FWHM)值以及诊断过程引入的诊断误差, 初步预估诊断误差可控制在25%以内。该项工作为X射线特征谱轮廓法进一步应用于激光聚变靶丸压缩度精度测量等工作提供了参考。

在神光Ⅱ激光装置上，针对外径260 μm的柱形靶，采用大焦斑拼接的办法（焦斑直径约200 μm），开展了八路激光直接驱动压缩实验。利用第九路激光驱动钼X射线背光，使用KirkpatrickBaez显微镜成像以及条纹相机记录的方法，获得了柱形靶内爆流线图，据此给出的压缩后密度约为初始密度的120倍。该密度处于快点火电子产生区和能量沉积区密度之间，正是电子束需要传输的密度区域。神光Ⅱ皮秒激光运行后，可以利用这种压缩的柱形靶开展电子束在稠密等离子体中传输的实验研究。